KI-Lösungen · Use Case

SPS-Steuerungsprogramme per KI-Copilot generieren und prüfen

Schneider Electric hat einen domänenspezifischen KI-Copiloten in seine Engineering-Plattform EcoStruxure Automation Expert integriert, der Steuerungscode für speicherprogrammierbare Steuerungen generiert, erklärt und testet. Das System nutzt deterministische Guardrails wie validierte Bibliotheken und Hardware-Beschränkungen, um die industrielle Zuverlässigkeit zu wahren. Laut Herstellerangaben sinkt der Entwicklungsaufwand für Steuerungsprogramme dadurch um 30 bis 50 Prozent.

Schneider Electric begegnet dem Fachkräftemangel im Maschinenbau mit einem domänenspezifischen KI-Copiloten in EcoStruxure Automation Expert. Das System generiert und validiert SPS-Code unter strikter Beachtung industrieller Leitplanken.

Worum es geht

Die Programmierung von speicherprogrammierbaren Steuerungen in der Industrieautomatisierung ist traditionell stark manuell geprägt und erfordert tiefes Expertenwissen. Gleichzeitig verbleiben laut Herstellerangaben rund 80 Prozent des Anwendungscodes zwischen Projekten im Wesentlichen unverändert, während Ingenieure viel Zeit mit dem Entziffern bestehenden Codes verbringen. Der generative KI-Copilot greift diesen Engpass auf, indem er natürlichsprachliche Aufgabenbeschreibungen direkt in IEC-konformen SPS-Code überführt. Um unberechenbaren Code in sicherheitskritischen Industrieanlagen zu verhindern, stützt sich das Modell auf geprüfte SPS-Bibliotheken, Programmierrichtlinien und Hardware-Restriktionen. Über eine geschlossene Feedback-Schleife aus Generierung, Validierung und Training werden Ergebnisse kontinuierlich verfeinert. Das System arbeitet als Assistenzwerkzeug mit zwingender menschlicher Prüfung und ersetzt nicht die Verantwortung der Ingenieure. Durch die automatisierte Erstellung von Testfällen und die Visualisierung von Programmabläufen werden zudem Inbetriebnahme und Wissenstransfer bei Personalwechseln spürbar erleichtert.

Einordnung

  • Reifegrad: Growing
  • Komplexität: Mittel
  • Technologie: Domänenspezifischer generativer KI-Copilot mit deterministischen Guardrails, validierten SPS-Bibliotheken und Generate-Validate-Train-Feedback-Schleife

Typische Einsatzmuster

  • Ein Automatisierungsingenieur gibt eine Funktionsbeschreibung in natürlicher Sprache ein und der Copilot erzeugt unter Beachtung hinterlegter Hardwaregrenzen sofort den passenden Steuerungsbaustein.
  • Ein Softwareentwickler nutzt den Copiloten, um ein komplexes Altsystem eines Kunden analysieren, dokumentieren und als Ablaufdiagramm visualisieren zu lassen.
  • Ein Inbetriebnehmer lässt die Entwicklungsumgebung vollautomatisch Prüffälle und Testskripte für eine neu erstellte Steuerungslogik generieren.

Voraussetzungen

  • Das System setzt eine Integration in die domänenspezifische Engineering-Umgebung EcoStruxure Automation Expert voraus, um direkten Zugriff auf Projektdateien zu haben.
  • Für die zuverlässige Funktionsweise müssen validierte SPS-Bibliotheken, Codierungsstandards und Hardware-Constraints als Leitplanken fest im Modell hinterlegt sein.
  • Im Entwicklungsablauf muss eine geschlossene Feedback-Schleife aus Generierung, Validierung und Training mit zwingender menschlicher Freigabe etabliert werden.

Nutzen

Für Unternehmen

  • Verkürzung der SPS-Entwicklungszeiten um laut Hersteller 30 bis 50 Prozent
  • Schnellere Abarbeitung von Engineering-Backlogs im Maschinen- und Anlagenbau
  • Wahrung industrieller Sicherheitsstandards durch deterministische Leitplanken
  • Effizientere Wiederverwendung bewährter Steuerungslogik über Projekte hinweg

Für Beschäftigte

  • Schnellere Einarbeitung in bestehende, teils unzureichend dokumentierte Steuerungsprogramme
  • Entlastung von repetitiven Programmier- und Dokumentationsaufgaben
  • Automatisierte Erstellung von Testfällen zur frühzeitigen Fehlervermeidung
  • Erweiterung des eigenen Know-hows durch assistierte Programmvorschläge

Für Privatpersonen

  • Indirekter Nutzen durch termingerechtere Bereitstellung industriell gefertigter Güter
  • Höhere Verlässlichkeit industrieller Infrastrukturen durch standardisierte Programmprüfung
  • Transparente und sichere Produktionsprozesse bei Konsumgüterherstellern

Herausforderungen

Für Unternehmen

  • Sicherstellung der strikten Einhaltung von Echtzeit- und Sicherheitsanforderungen ohne unkontrollierte Halluzinationen
  • Integration der KI in bestehende Engineering-Plattformen und Hardware-Ökosysteme
  • Pflege und laufende Validierung firmenspezifischer Bibliotheken als Leitplanken
  • Rechtliche und versicherungstechnische Klärung der Haftung bei generiertem Steuerungscode

Für Beschäftigte

  • Notwendigkeit zur lückenlosen kritischen Prüfung jedes KI-generierten Codeblocks
  • Eingewöhnung in neue Arbeitsabläufe innerhalb der Entwicklungsumgebung
  • Sorge vor einer Entwertung traditioneller SPS-Programmierkenntnisse

Für Privatpersonen

  • Schwierigkeit für Endverbraucher, den Einfluss von SPS-Software auf Konsumgüter direkt nachzuvollziehen
  • Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit automatisierter industrieller Versorgungsketten
  • Mangelnde Transparenz über den Automatisierungsgrad in vorbetrieblichen Prozessen

Wirkung

Klassische Softwarewerkzeuge können Aufgabenstellungen in natürlicher Sprache nicht erfassen und bieten keine flexible Unterstützung bei der Dokumentation oder Erklärung heterogener Altsysteme. Ein generativer KI-Copilot versteht hingegen semantische Zusammenhänge in Programmen und generiert passgenaue Code-Strukturen sowie automatisierte Tests aus Beschreibungen. Durch die Kombination von Sprachmodellen mit deterministischen Leitplanken verbindet das System die Flexibilität generativer KI mit der zwingend erforderlichen Zuverlässigkeit industrieller Echtzeitsysteme.

Für Unternehmen

Ausrüster, die domänenspezifische KI-Copiloten in ihre Steuerungsplattformen einbinden, verschaffen sich einen technologischen Vorsprung gegenüber Herstellern traditioneller Entwicklungsumgebungen. Durch deterministische Guardrails wird die Hürde für den industriellen Praxiseinsatz überwunden, an der allgemeine KI-Modelle scheitern. Unternehmen ohne entsprechende Assistenzsysteme riskieren längere Projektlaufzeiten und höhere Entwicklungskosten bei Kundenaufträgen.

Die Beschleunigung der SPS-Programmierung um 30 bis 50 Prozent senkt die Engineering-Kosten pro Maschine spürbar und ermöglicht die termingerechte Fertigstellung komplexer Anlagenprojekte. Angesichts fast 100 produktiver KI-Anwendungsfälle bei Schneider Electric verdeutlicht das Projekt, dass generative Modelle im B2B-Produktportfolio messbare Effizienzgewinne für Industriekunden freisetzen können. Unternehmen können ihr Projektvolumen ohne linearen Personalaufbau skalieren.

Die Einführung des Copiloten verändert die Softwarebereitstellung im Maschinenbau hin zu standardisierten Bibliotheken und assistierter Modellerstellung. Engineering-Teams etablieren eine Feedback-Schleife aus Generierung, Validierung und kontinuierlichem Lernen, die bestehendes Domänenwissen systematisch sichert. Voraussetzung hierfür ist die Bereitstellung validierter Bibliotheken und hardwarebezogener Richtlinien innerhalb der Entwicklungsumgebung.

Für Beschäftigte

Automatisierungsingenieure werden von zeitraubenden Routinearbeiten wie dem manuellen Abschreiben ähnlicher Programmblöcke oder dem Entziffern alter Steuerungslogik entlastet. Das reduziert Überstunden in stressigen Inbetriebnahmephasen und schafft Raum für kreative Systemoptimierung. Die Verantwortung für das Gesamtsystem bleibt beim Menschen, was die Bedeutung ingenieurwissenschaftlicher Urteilskraft stärkt.

Das Berufsbild wandelt sich vom reinen SPS-Coder hin zum orchestrierenden Systemarchitekten, der Code-Vorschläge prüft und freigibt. Diese Entwicklung stellt eine klare Aufwertung dar, da Ingenieure mehr Zeit für komplexe Prozesslogik und Kundenabstimmungen gewinnen. Das Risiko eines vollständigen Arbeitsplatzverlusts besteht nicht, da der Copilot ausdrücklich auf menschliche Kontrolle und Fachaufsicht ausgelegt ist.

Ingenieure benötigen vermehrt Kompetenzen im Prompt Engineering und in der systematischen Validierung algorithmisch erzeugter Steuerungslogik. Anstelle des reinen Programmierens von Einzelschritten rücken Software-Architektur, deterministische Testverfahren und das Schnittstellenmanagement in den Fokus. Die Fähigkeit, Bibliotheken als Guardrails für KI-Modelle zu strukturieren, wird zu einer gefragten Qualifikation.

Für Privatpersonen

Endverbraucher erleben die Technologie indirekt durch kürzere Wartezeiten bei neu eingeführten Konsumgütern und verbesserte Produktqualität, da Maschinensteuerungen bereits vor Auslieferung strengen Tests unterzogen werden. Da es sich um ein Hintergrundsystem der industriellen Fertigung handelt, bleibt der persönliche Kontakt mit der Software gering, das Vertrauen in funktionierende Produkte steht im Vordergrund.

Die Automatisierung industrieller Programmierung trägt dazu bei, dass grundlegende Produktionsketten auch bei schrumpfender Erwerbsbevölkerung funktionsfähig bleiben, was die gesellschaftliche Versorgung mit Industriegütern stabilisiert.